Motivated by the need to prepare for the next generation of fingerprint spoofing, the objective of this research is to enable law enforcement agencies to be one-step ahead of "high level" criminals that have the knowledge and the means required to develop new fingerprint-spoofing materials and to plan their countermeasures against crime and terrorism.
By designing and producing novel polymeric materials suitable for serving as advanced fingerprint spoofing materials, this study intends to anticipate and deter these sophisticated criminals' next possible moves.
For more than 30 years law enforcement and security agencies have been aware of the problem of fingerprint spoofing. Recent incidents have emphasized the seriousness of this threat. Biometric spoofing has become a matter of great concern and will become even more prominent in the near future as it may increase terrorist threats.
In this project, we applied the "proactive forensic science" strategy to the field of biometrics, adopting a "criminal way of thinking" and, similar to preventive medicine, enabling the authorities to take anticipatory measures against criminals and terrorists. The closely related "Forensic intelligence" is a powerful tool, which, in addition to other applications, helps identify new trends in crime.
Utilizing this proactive strategy, we designed, produced, characterized and tested novel polymeric materials that can be used to produce advanced fingerprint spoofs. We gave special attention to those materials capable of fooling fingerprint readers equipped with spoof­ detecting abilities, known as "Presentation Attack Detection" (PAD) systems and often referred to as "liveness detection".
After an initial study, we decided to focus on PEGs, polyethylene glycol-based hydrogels that we identified as one of the materials that criminals are mostly likely to choose. Due to the limitations of the PEG molecules, we harnessed the terminal hydroxyl groups to the polymerization of PEG chains of various molecular weights, using different PEGs and chain extenders. By rationally designing the polymers, selecting the length of the PEG segments and. the nature of the chain extender, we produced several series of polymers and their composition, morphology, mechanical prope1iies and biometric capabilities were investigated. A collection of artificial fingerprints was created using the direct cast method from volunteers' fingers. Concurrently, an electronic dataset of the same fingerprints was built using various fingerprint readers, each having a different Presentation Attack Detection system (PAD).
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Motivé par la nécessité de se préparer à la prochaine génération de fausses empreintes digitales, l'objectif de cette recherche est de permettre aux organismes chargés de l'application de la loi· d'avoir une longueur d'avance sur les criminels de « haut niveau » qui détiennent la connaissance et disposent des moyens nécessaires aptes à développer de nouveaux matériaux d'usurpation d'empreintes digitales (« Fingerprint Spoofing »), et planifier leurs contre­ mesures face à la criminalité et le terrorisme.
En concevant et en produisant de nouveaux matériaux polymériques adaptés à servir de fausses empreintes digitales avancées, cette étude a pour intention d'anticiper et dissuader les futures actions possibles de ces criminels sophistiqués.
Depuis plus de 30 ans, les organismes chargés de l'application de la loi et de la sécurité sont conscients du problème de l'usurpation d'empreintes digitales. Des incidents récents ont mis l'accent sur la gravité de cette menace. L'usurpation biométrique est devenue un sujet de grande préoccupation et deviendra encore plus importante dans un proche avenir, car elle pourrait accroître les menaces terroristes.
Dans le cadre de ce projet, nous avons appliqué la stratégie de la « médecine légale proactive » au domaine de la biométrie, en adoptant une « façon criminelle de penser » et, tout comme la médecine préventive, permettons aux autorités de prendre des mesures d'anticipation contre les criminels et les terroristes. Le « renseignement judiciaire » étroitement apparenté est un outil puissant qui, en plus d'autres applications, aide à identifier les nouvelles tendances en matière de criminalité.
En utilisant cette stratégie proactive, nous avons conçu, produit, caractérisé et testé de nouveaux matériaux polymériques qui peuvent être utilisés pour la production d'imitations d'empreintes digitales avancées. Nous avons accordé une attention particulière aux matériaux capables de tromper les lecteurs d'empreintes digitales équipés de capacités de détection de faux, connus sous le nom de systèmes de détection d'attaque de présentation (Presentation Attack Detection - PAD) et souvent appelés « détection de la vivacité ».
Après une étude initiale, nous avons décidé de nous concentrer sur les hydrogels à base de polyéthylène-glycol (PEG) que nous avons identifiés comme l'un des matériaux que les· criminels sont très probablement susceptibles de choisir. En raison des limites des molécules de PEG, nous avons exploité les groupes terminaux hydroxyles à la polymérisation de chaînes de divers poids moléculaires, à l'aide de différents hydrogels et extensions de chaînes PEG. En concevant rationnellement les polymères, en sélectionnant la longueur des segments PEG et la nature de l'extenseur de chaîne, nous avons produit plusieurs séries de polymères dont nous avons étudié la composition, la morphologie, les propriétés mécaniques et les capacités biométriques. Une collection d'empreintes digitales artificielles a été créée par la méthode du moulage direct à partir de doigts de volontaires. Simultanément, un ensemble de données électroniques des mêmes empreintes digitales a été construit à l'aide de divers lecteurs d'empreintes digitales, chacun ayant un système de détection d'attaque de présentation (PAD) différent.